CN113665291A - 一种车轮轮辋及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车轮制造领域，具体涉及一种车轮轮辋及其加工工艺。该车轮轮辋的轮缘为C型结构，将车轮轮缘设置为C型结构，不仅大幅增强了车轮轮缘径向刚度和轴向强度，使车轮更耐冲击，还能够有效防止脱胎，并且杜绝了车轮装胎过程中轮缘割胎的风险。该车轮轮辋通过以下步骤制备得到：S1，对下料毛坯卷圆压平后对焊焊接；S2，对焊缝进行处理得到筒形工件；S3，对筒形工件进行扩口处理得到扩口工件；S4，对扩口工件滚压成型后进行扩张精整；S5，将扩张精整后的工序件外缘外侧部位挤压成型；S6，气密性检测和冲挤气门孔。该制造工艺简单、制备得到的产品质量稳定，能够减少设备投入、动能消耗且能够解决轮缘外侧部位无法通过滚压成型的问题。
Description
技术领域
本发明涉及车轮制造领域，具体涉及一种车轮轮辋及其加工工艺。
背景技术
近几年，轻量化车轮取得长足的发展，特别是高强度轻量化钢制车轮，以22.5X9.00无内胎钢制车轮为例，轮辋材料厚度由7mm减薄至4～5mm，轮辋材料抗拉强度由380MPa提高到650MPa，车轮重量由40kg以上降低至30kg左右，在此过程中，轮辋的轮缘刚度也会急剧降低，成为影响车轮安全性的重要指标。
目前，车轮轮缘加强的方法主要有以下几种：(1)增加轮缘宽度或高度；(2)轮缘设计为环状结构；(3)轮缘设置环形加固钢丝。上述第一种方法轮缘已超出行业标准，且加强的效果也不够明显；第二种环形结构的方法在工艺上存在着加工难度；第三种加固钢丝的方法需在现有工艺的基础上增加工艺，同时增加车轮的重量，增加成本。
因此，如何开发一种既能够满足车轮轻量化的要求，且便于生产的车轮轮辋具有重要的意义。
发明内容
基于此，本发明的目的之一在于提供一种车轮轮辋，其不同之处在于，所述车轮轮辋的轮缘为C型结构。
将车轮轮缘设置为C型结构，不仅大幅增强了车轮轮缘径向刚度和轴向强度，使车轮更耐冲击，还能够有效防止脱胎，并且杜绝了车轮装胎过程中轮缘割胎的风险。
在本发明的一种实施方式中，所述车轮轮辋包括一体连接的轮辋中部、轮辋胎圈座和轮缘。
在本发明的一种实施方式中，所述轮辋中部包括轮辋槽和轮辋直边。
在本发明的一种实施方式中，所述轮辋中部和轮辋胎圈座均符合车轮轮辋行业标准GB/T31961。
本发明的目的之二还在于提供上述车轮轮辋的加工工艺，包括以下步骤：
S1，对下料毛坯卷圆压平后对焊焊接；
S2，对焊缝进行处理得到筒形工件；
S3，对筒形工件进行扩口处理得到扩口工件；
S4，对扩口工件滚压成型后进行扩张精整；
S5，将扩张精整后的工序件外缘外侧部位挤压成型；
S6，气密性检测和冲挤气门孔。
其中，步骤S1中下料毛坯为条形板材，卷圆压平后的工件两开口端为平直段。
优选地，步骤S1中对焊处理包括先将两开口端对齐，点焊1～2点使其连接在一起后再焊接成筒形。
其中，步骤S2中焊缝处理包括：刨渣、滚压焊缝、切前后端头、打磨端头毛刺。
其中，步骤S4中扩口工件经过两次滚压成型处理，第一次滚压成型时，先将轮辋槽部变形，再胎圈座及连接胎圈座与轮辋槽的平直段变形至除轮辋槽部、轮缘部位及其与胎圈座连接的圆弧未成形到最终产品要求外，其余部位均已达产品截形要求；第二次滚压成型时，先将轮辋槽部变形，再轮缘变形至除轮缘外侧部位未达产品截形要求外，其余部位均已达产品截形要求。
其中，步骤S5中工序件外缘外侧部位通过模具挤压成型。
本发明所提供的车轮轮辋加工工艺，制造工艺简单、制备得到的产品质量稳定，能够减少设备投入、动能消耗且能够解决轮缘外侧部位无法通过滚压成型的问题。
附图说明
图1为实施例1中所述的C型轮缘车轮轮辋的结构示意图；
图2为实施例2中卷圆压平工序图；
图3为实施例2中两开口端对齐、点焊工序示意图；
图4为实施例2中扩口工序图；
图5为实施例2中第一次滚型工序图；
图6为实施例2中第二次滚型工序图；
图7为实施例2中轮缘挤压成型工序图。
图中1-1轮辋中部、1-2轮辋胎圈座、1-3轮辋轮缘、1-1-1轮辋槽、1-1-2轮辋直边。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本发明。
以下各实施例，仅用于说明本发明，但不止用来限制本发明的范围。基于本发明中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种C型轮缘车轮轮辋，该轮辋为22.5X9.00规格的15°深槽轮辋、截面厚度为4mm的截形。
如图1所示，一种C型轮缘车轮轮辋，其轮缘部位设置为C型，也即车轮轮辋轮缘1-3为勾段圆弧结构，该C型轮缘车轮轮辋包括轮辋中部1-1、轮辋胎圈座1-2，轮辋轮缘1-3三部分，且三部分为一体连接。
轮辋中部1-1包括轮辋槽1-1-1和轮辋直边1-1-2，具体地为轮辋轮缘、轮辋胎圈座、轮辋槽、轮辋直边、轮辋胎圈座、轮辋轮缘依次连接为一体。轮辋中部1-1和轮辋胎圈座1-3均符合车轮轮辋行业标准GB/T31961。
该车轮轮辋通过将轮辋轮缘设置为勾段圆弧(也即C型)，杜绝了车轮装胎过程中轮缘易割破轮胎的风险，另外，该结构还大幅增强了车轮轮缘径向刚度和轴向强度，耐冲击，具有护胎作用，杜绝了整车行驶过程中轮胎脱出轮辋的风险。
实施例2
本实施例提供一种生产实施例1所述的车轮轮辋的工艺，该轮辋材料为厚度4mm、抗拉强度650MPa以上的高强度车轮专用钢，具体的工艺包括以下步骤：
S1，对下料毛坯卷圆压平后对焊焊接，该步骤中下料毛坯为条形板材，卷圆压平包括自动上料、自动卷圆、自动压平、自动出料，工序件如图2所示，两开口端为平直段，以便于后工序加工，受各种因素的影响，不可避免出现开口过大、前后错牙、上下错牙；为防止对焊前工序件两开口端开口过大或重叠、错牙，影响焊接质量，在对卷圆压平工序件对焊处理前，先将两开口端进行处理，包括两开口端对齐、点焊1～2点使其连接在一起，如图3所示，具体焊接处理时，采用闪光对焊，将两开口端焊接在一起，形成筒形；
S2，对焊缝进行处理得到筒形工件，在对焊缝进行处理时，包括刨渣、滚压焊缝、切前后端头、打磨端头毛刺的处理；
S3，对筒形工件进行扩口处理得到扩口工件，具体为通过设备模具将工件两开口扩大成外大内小的喇叭形，达工艺尺寸值，如图4所示，其开口尺寸L1、L2和角度θ根据轮辋尺寸特别是轮辋结构尺寸、轮辋材料，通过调试确定，且开口尺寸L1、L2大小可通过模具调整，本实施例中L2＞L1；
S4，对扩口工件滚压成型后进行扩张精整，该步骤共经过两次滚压成型，第一次滚压成型的工序件截形如图5所示，为防止置于模具内及滚压成型过程中的工件左右窜动，稳定质量，两端开口角度同为θ且与扩口工序件角度θ保持一致；为防止后序扩张精整时扩张余量差别太大，杜绝开裂风险，滚压前，工件置于模具内时，使L2尺寸端位于工序截形图5右侧；为降低轮辋槽部减薄率、便于材料向轮辋槽部流动，将该工序截形图轮辋槽设定为大圆弧过渡；成型过程中分段变形，一次成型到工序图要求，即先将轮辋槽部变形，再胎圈座及连接胎圈座轮辋槽的平直段变形，最后一次成型到工序图要求，除轮辋槽部、轮缘部位及其与胎圈座连接的圆弧未成形到最终产品要求外，其余部位均已达产品截形要求；将第一次滚压成型工序件进行第二次滚压成型，第二次滚压成型的工序件如图6所示，为了便于后续轮缘外侧的挤压成型，该工序件的轮缘外侧部位在此工序折弯向下，成型过程分段成形，一次成型到工序图要求，即先将轮辋槽部变形，再轮缘变形，最后一次成型到工序图要求，除轮缘外侧部位未达产品截形要求外，其余均已达产品截形要求；通过扩张精整模具将第二次滚压形成的工序件的标定直径扩大到产品要求；
S5，将扩张精整后的工序件外缘外侧部位挤压成型，也即通过模具仅将工件轮缘挤压成型，工序件如图7所示，成形过程中，为防止轮辋标定直径及除轮缘外侧部位外的其他形状发生变化，用模块支撑，使得工件仅成型轮缘外侧部位；
S6，气密性检测和冲挤气门孔。
与现有标准轮辋加工工艺相比，该C型轮缘车轮轮辋的加工工艺具有以下优点：(1)将卷圆压平工序件的两开口端对齐、点焊使其连接在一起，杜绝后续对焊工序的重叠、错牙以及后工序由此引起的开裂；(2)扩口前取消复圆工序，以及滚压成型过程只需两次，省去第三次滚压轮缘预成型，降低了设备投入、动能消耗，进而降低了制造成本；(3)对扩张精整工序件轮缘外侧部位挤压成型，使其向内卷曲，解决了无法通过滚压使其成形的问题。
在此有必要指出的是，以上实施例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明，并不是对本发明的技术方案的进一步的限制，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种车轮轮辋，其特征在于，所述车轮轮辋的轮缘(1-3)为C型结构。
2.根据权利要求1所述的车轮轮辋，其特征在于，所述车轮轮辋包括一体连接的轮辋中部(1-1)、轮辋胎圈座(1-2)和轮缘(1-3)。
3.根据权利要求2所述的车轮轮辋，其特征在于，所述轮辋中部包括轮辋槽(1-1-1)和轮辋直边(1-1-2)。
4.根据权利要求2或3所述的车轮轮辋，其特征在于，所述轮辋中部(1-1)和轮辋胎圈座(1-2)均符合车轮轮辋行业标准GB/T31961。
5.权利要求1～4任一项所述的车轮轮辋的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，对下料毛坯卷圆压平后对焊焊接；
S2，对焊缝进行处理得到筒形工件；
S3，对筒形工件进行扩口处理得到扩口工件；
S4，对扩口工件滚压成型后进行扩张精整；
S5，将扩张精整后的工序件外缘外侧部位挤压成型；
S6，气密性检测和冲挤气门孔。
6.根据权利要求5所述的车轮轮辋的加工工艺，其特征在于，步骤S1中下料毛坯为条形板材，卷圆压平后的工件两开口端为平直段。
7.根据权利要求5所述的车轮轮辋的加工工艺，其特征在于，步骤S1中对焊处理包括先将两开口端对齐，点焊1～2点使其连接在一起后再焊接成筒形。
8.根据权利要求5所述的车轮轮辋的加工工艺，其特征在于，步骤S2中焊缝处理包括：刨渣、滚压焊缝、切前后端头、打磨端头毛刺。
9.根据权利要求5所述的车轮轮辋的加工工艺，其特征在于，步骤S4中扩口工件经过两次滚压成型处理，第一次滚压成型时，先将轮辋槽部变形，再胎圈座及连接胎圈座与轮辋槽的平直段变形至除轮辋槽部、轮缘部位及其与胎圈座连接的圆弧未成形到最终产品要求外，其余部位均已达产品截形要求；第二次滚压成型时，先将轮辋槽部变形，再轮缘变形至除轮缘外侧部位未达产品截形要求外，其余部位均已达产品截形要求。
10.根据权利要求5所述的车轮轮辋的加工工艺，其特征在于，步骤S5中工序件外缘外侧部位通过模具挤压成型。
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